Diapositive 1

PH OTO GR A MMETRI E S O U S - M A RI NE
La photogrammétrie
La photogrammétrie sous-marine
La photogrammétrie est une technique qui
consiste à reconstituer la réalité en 3D à
partir de photos réalisées sous différents
angles.
La photogrammétrie sous-marine reprend le
même principe que la photogrammétrie
terrestre avec toutefois des contraintes
supplémentaires. Les techniques de prises de
vues doivent être adaptées au milieu
aquatique et le recours à des outils et des
techniques supplémentaires est nécessaire
tels que l’étalonnage colorimétrique des
photographies, la calibration des appareils
photo ou encore la mise à l’échelle des
modèles générés.
Crédit : Pix4D
Représentations de prises de vues d’un même sujet
sous divers angles
Plusieurs milliers de points caractéristiques
sont identifiés dans chacune des photos. Ces
points sont ensuite corrélés entre photos
adjacentes et, par projection géométrique,
un nuage de points en 3D est constitué à
partir de tous les points corrélés.
Reconstitution 3D d’un corail à partir de prises de vues
obliques autour de l’objet
Photos sous-marines brutes
Photos étalonnées
Grâce au recours à ces techniques et outils
adaptés, on peut obtenir divers rendus
exploitables : modèles 3D, orthoimages et
modèles numériques d’élévation.
Modèle 3D d’une section du Banc des Lataniers
Une orthoimage est une image
géométriquement rectifiée afin de
supprimer les déformations liées à la
perspective et qui possède une échelle
uniforme sur toute sa surface.
Tous ces livrables sont :

Géoréférencés

Précis (précision relative
subcentimétrique)

Etalonnés (rendu plus naturel des
couleurs)
Ils permettent :
Orthoimage d’une section du Banc des Lataniers
Un modèle numérique d’élévation est
une
représentation de
l’élévation
(profondeur) en chaque point d’une zone
et qui inclut tous les éléments situés sa
surface. Il correspond à une bathymétrie.
•
L’obtention de supports pour l’aide à la
décision
•
La constitution de bases de données
géographiques et temporelles
•
Un suivi de l’évolution de sites dans le
temps
•
Des calculs de distances, d’aires et de
volumes
•
Des analyses de formes et de couleurs…
Analyses tridimensionnelles précises
Sur base de ces rendus, des analyses
précises peuvent être conduites comme par
exemple la comparaison de deux modèles
3D distincts d’une zone identique.
Objets d’études :
Modèle A - Zone de 15x15m
Modèle numérique d’élévation d’une section du
Banc des Lataniers
moyen entre les deux modèles est inférieur à
5mm. Cette précision permet d’identifier
avec fiabilité le déplacement et les
modifications d’objets ou de structures au
sein de la zone entre les deux modèles (ici le
déplacement d’une barre métallique).
Modèle B - Zone de 7x7m incluse dans le modèle A
1
Modèle A
2
3
(1) Section de 7x7m dans le modèle A
(2) Modèle B de 7x7m
(3) Superposition et comparaison des deux modèles
La soustraction des positions deux nuages de
points 3D permet de comparer avec
précision les deux modèles et de visualiser
les modifications enregistrées au sein de la
zone étudiée. Dans cet exemple, l’écart
Modèle B
Ainsi la comparaison de modèles d’une
même zone au fil du temps permet de suivre
son l’évolution spatiale et temporelle. Elle
permet de mettre en évidence des
phénomènes divers tels que le changement
du relief, le développement ou le
dépérissement de massifs coralliens, la
dégradation de structures immergées, etc.
Orthoimages géoréférencées
Tous ces modèles 3D peuvent être
géoréférencés
afin
d’assurer
le
positionnement géographique des éléments
cartographiés. Les orthoimages peuvent être
intégrées dans Google Earth ou tout autre
logiciel
de
Système
d’Informations
Géographiques (SIG) ou Dessin Assisté par
Ordinateur (DAO).
Modélisation 3D du site archéologique des Roches
Noires (environ 350 m²)
Une multitude d’utilisations
Superposition de l’orthoimage de la barge de St-Paul
sur l’image satellitaire dans Google Earth à son
emplacement exact
Echelle adaptable de quelques cm à
plusieurs dizaines de m
La conception de livrables et réalisable sur
des éléments de diverses tailles allant de
petits objets nécessitant une grande
précision à des zones de grande envergure
requérant une précision moindre. Cette
échelle adaptable peut également être
combinée pour un même site de grande
étendue avec par endroit de petits détails
complexes à modéliser avec une précision
accrue.
Modélisation 3D d’un corail (de l’ordre d’une
vingtaine de centimètres de diamètre)
Une fois la modélisation réalisée, de
nombreuses applications sont possibles :
calculs de distances, de surfaces et de
volumes, relevé de profondeurs, analyses du
profil colorimétrique de la zone. Toutes ces
utilisations sont caractérisées par leur
facilité et rapidité d’exécution en
comparaison des méthodes traditionnelles
mesures sous-marines.
Exemples de calculs de surface et de volume sur le
modèle de la barge de St-Paul gisant à 25m de fond
En outre, la précision de la modélisation
permet de réaliser des mesures fiables et
dont la précision peut être estimée sur base
de l’échantillonnage réalisé sur site et du
matériel de référencement utilisé.
Analyse bathymétrique et du profil d’élévation sur une
section du Banc des Lataniers (15x15m)
A partir du relevé bathymétrique d’une
zone, il est par exemple possible d’estimer la
complexité de l'habitat et de mesurer la
courbure, la pente ou d’établir des profils
d’élévation selon des axes souhaités.
Analyse colorimétrique du blanchissement des
coraux (identifié en rouge) à partir de l’orthoimage
du site archéologique des Roches Noires
De par leur précision et leur mise à l’échelle,
les orthoimages et les modèles 3D peuvent
être de véritables outils d’analyses des récifs
coralliens qui permettent la mesure de
diverses données sur les colonies telles que
le recouvrement corallien, la diversité et
l’abondance générique des différentes
biocénoses, la capacité de refuge (liée à la
complexité de l'habitat), l’incidence de
maladies ou de syndromes sur les coraux,
etc.
Toutes ces analyses peuvent être
reconduites année après année afin
d’assurer un véritable suivi temporel de
l’évolution du paysage sous-marin. Ces
analyses permettent notamment de
quantifier
l’impact
d’évènements
exceptionnels (cyclones, coulées de boue,
mouvement de bancs de sable, etc.) ou
activités anthropiques tels que les
aménagements du littoral.
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